Періодична система, від Лавуазьє до Менделєєва CultureSciences-Chemistry
З 12 елементів, відомих до 1700 р., Ми перейшли до більш ніж 80 елементів, відомих у 1900 р. Проблема того часу полягала в можливості викладати та передавати ці хімічні знання. Дійсно, до тих пір викладання хімії та її елементів було представлене у вигляді довгих списків з їх властивостями, повністю не пов'язаними один з одним.
Презентація
Як показано в наступній таблиці (див. Рис. 1), хіміки 19 століття відзначили демографічний вибух стихії. З 12 елементів, відомих до 1700 р., Ми перейшли до більш ніж 80 елементів, відомих у 1900 р. Проблема того часу полягала в можливості викладати та передавати ці хімічні знання. Дійсно, до тих пір викладання хімії та її елементів було представлено у вигляді довгих списків з їхніми властивостями, абсолютно не пов'язаними один з одним.
Багато досліджень тривало майже століття, щоб отримати відому сьогодні картину. У 1869 р. Дмитро Іванович Менделєєв класифікував усі елементи в періодичну систему відповідно до порядку прогресування атомних ваг. Сьогодні його ім’я є у всіх книгах з хімії.
Менделєєв часто постає ворожителем, пророком, який у сліпучій інтуїції, спалаху генія передбачив би не лише досвід, передбачаючи невідомі елементи, а й квантові теорії ХХ століття.
Але хіба це не лише завдяки генію та методу цього російського хіміка? Дійсно, деякі дослідники, зокрема Олівер Сакс з New York Times, визнали відкриття Менделєєва "найкращою ідеєю, історією та винаходом цього останнього тисячоліття" .
Однак це тлумачення минулого із сучасної науки англійські історики прозвали "історією вігів". "Фальшива історія" дуже поширена на наукових курсах і конференціях. Оглядаючись назад до етапів, які ведуть до сучасних теорій, вчені схильні схематизувати історію. Усуваючи помилкові сліди та тупики, вони вигадують королівську дорогу, що веде до сучасної науки.
Під час цього детального плану ми спробуємо представити науковий процес, який призвів до розробки цієї таблиці; процес, що розпочався задовго до Менделєєва.
Робота, проведена до Менделєєва
Перші правила хімічної мови з Гайтоном
Правила Гайтона детально описані в його роботі, опублікованій у 1782 році: "Мемуари про хімічні назви, необхідність вдосконалення системи та правила для її досягнення".
Основні правила:
1) Кожна речовина: назва, а не обговорення.
2) Назва викликає виборців, а не того, хто відкрив.
3) Якщо склад невизначений: назва нічого не означає.
4) Нові терміни з латини та грецької мови.
(приклади: "морська сіль на основі важкої землі": бароте муріат; "бурштинова сіль, видалена кристалізацією": кристалізована бурштинова кислота; "цукор Сатурна": ацетат свинцю; "роговий місяць": муріат срібла)
Класифікація Лавуазьє
У 1789 р. У своїй праці "Елементарний хімічний договір, представлений у новому порядку і після сучасних відкриттів", Лавуазьє виклав принципи своєї класифікації хімічних елементів:
5 класи
1) 5 елементів, які найбільш близькі до стану простоти: світло, калорії, кисень, водень, азот.
2) 25 підкислювальних основ.
3) 17 металевих речовин.
Це перша організація в табличній формі; це уточнює певні відмінності, але не виявляє періодичності властивостей класифікованих елементів (приклад: метали класифікуються в алфавітному порядку французькою мовою).
Концепція атомної ваги
Введений Далтоном в 1808 році.
Мета: порівняти маси різних атомів; одиниця виміру: H (найменша маса).
Система Дальтона, підтверджена газовими законами Гей-Люссака: "Обсяги двох газів, які поєднуються, знаходяться між собою в простих співвідношеннях"
Закон Авогадро-Ампера робить зв’язок: «Рівні обсяги газу, взяті при однаковій температурі та при однаковому тиску, містять однакову кількість молекул» → визначає атомну масу від щільності газу.
1860 Карлсруе: когерентна система атомних ваг, яка, тим не менше, включала певні помилки: Менделєєв не вагаючись буде "виправляти" певні значення для досягнення своєї класифікації.
Тріади Йогана Деберейнера
Засноване на взаємозв'язку між атомними вагами (половина суми еквівалентних ваг) та хімічними властивостями.
Елементи, згруповані за трьома.
1817 рік: 1-а тріада Sr, Ca, Ba → лужноземельна Sr (88) = [Ca (40) + Ba (137)]/2
1829 рік: дві інші "тріади".
галоген: однаковий засіб для утворення негативного одноатомного іона Br (80) = [Cl (35,5) + I (127)]/2
лужні метали: Na (23) = [Li (7) + K (39)]/2
1850 рік: близько 20 тріад.
Тетради Жана Батиста Дюма
1859 рік: Додавання четвертого елемента до тріади.
Подібні прогресії від однієї тетради до іншої
Застосовується до більшої кількості елементів.
Приріст, який спостерігає Дюма, точно вимірює тривалість періоду між цими двома елементами.
Виділення періодичності
Телуричний гвинт Шанкуртуа (1862)
Він першим помітив періодичність хімічних властивостей.
Класифікація хімічних елементів за збільшенням їх атомної маси.
Циліндр розділений на шістнадцять частин, елементи з подібними властивостями постають один над одним.
Він знаходить кілька вирівняних тріад і тетрад (наприклад: O: 16, S: 32, Se: 79, Te: 128).
Його класифікація не привертає уваги наукового співтовариства, АЛЕ це великий прогрес з концептуальної точки зору.
Від емпіричної хімії до аргументованої хімії
Хоча більшість дослідників того часу цікавились лише арифметичними співвідношеннями і мало аналогіями хімічних властивостей між елементами, троє вчених пішли проти зерна.
Замість того, щоб сприяти місцевим спорідненим стосункам, Ньюлендс, Одлінг і Менделєєв шукають загальний закон, заснований на використанні атомних ваг і дозволяючи передбачити все ще невідомі елементи.
Закон октав Джона Ньюлендса (1863)
Дж. Ньюлендс пропонує організацію шляхом збільшення атомної маси шляхом групування в ряд елементів, що мають подібні хімічні властивості. Ми також можемо знайти два елементи в одному вікні.